2017
.pdfрабочих усилий. Применяют распределители с цилиндрическими и плоскими золотниками, клапаны, струйные трубки.
При описании процессов в пневмоприводе используют такие понятия, как: рабочая полость, представляющая собой пространство двигателя, в которое поступает воздух из пневмосети; выхлопная полость, представляющая собой пространство двигателя, соединенное со средой, в которую происходит выброс воздуха.
Рабочей средой обычно является сжатый воздух с температурой окружающей среды t=20 °С и давлением ро = 0,4...0,6 МПа.
Преимуществами пневмопривода при использовании его в робототехнике являются простота конструкции и эксплуатации; быстродействие и небольшие потери давления; отсутствие загрязнения окружающей среды; пожарная безопасность; надежность, возможность работы на упор.
Недостатками пневмопривода являются: высокая сжимаемость воздуха, что затрудняет регулирование; большие габаритные размеры из-за малых давлений рабочей среды; более низкий КПД по сравнению с КПД гидропривода.
13. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПНЕВМОПРИВОДАХ
Определение объемного пневмопривода по ГОСТ 17752—81 было дано в главе 12. Классификация оборудования пневмопривода соответствует классификации оборудования для гидропривода. К отличительным особенностям пневмопривода можно отнести преобладание магистрального источника подачи рабочего тела (газа) к потребителям, тогда как в гидроприводе используют в основном насосный и аккумуляторный источники. При этом сжатый газ разводится по пневмолиниям от центральной компрессорной установки. Затем его поток под давлением 0,4...0,6 МПа передается по трубопроводам к пневмодвигателям машин, в которых энергия сжатого газа преобразуется в механическую энергию движения рабочих органов машин и механизмов.
140
Впневмоприводах отсутствуют сливные и дренажные линии, так как отработанный газ выпускается через выхлопную пневмо-линию в атмосферу, что упрощает эксплуатацию.
Вробототехнике применение пневмопривода обеспечивает получение высоких скоростей выходных звеньев, простоту циклового управления, возможность работы в агрессивной и пожароопасной среде, что и обусловило широкое его распространение. В то же время сжимаемость воздуха не обеспечивает стабильности скорости, фиксации рабочих органов в промежуточных положениях, требует демпфирования выходного звена в конце хода.
Целый ряд применяемых в пневмоприводах устройств имеет аналогичное с гидроприводом назначение и конструктивное исполнение.
141
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В пособии изложен материал, соответствующий основной образовательной программе по дисциплине «Гидравлика». Подробно рассмотрен материал по физическим и эксплуатационным характеристикам рабочих тел гидро- и пневмосистем, применяемых в машиностроении. Показана их взаимосвязь. Приведены основные уравнения и законы гидростатики, гидродинамики и пневматики. Рассмотрены явления кавитации и гидравлических ударов, возникающих в узлах гидроприводов.
Даны рекомендации по применению фильтров рабочей жидкости.
Пособие предназначено обеспечивать усвоение учебной информации, выполнение лабораторных и практических работ по соответствующим разделам гидравлики, а так же при подготовке к сдаче зачетов и экзаменов. Позволяет использовать оптимальные технологии обучения и виды взаимодействия преподавателя и студентов, соответствующее их целенаправленной подготовке к будущей практической деятельности.
Материалы данного учебного пособия могут быть использованы научными и инженерно – техническими работниками машиностроительных производств, занимающихся проблемами машиностроительной гидравлики и пневматических приводов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
142
1.Ландау Л.Д. Гидродинамика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лив-
шиц. М.: Наука, 1988. Т. 6.
2.Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов / К.Л. Навроцкий. М.: Машиностроение, 1991.
3.Столбов А.С. Основы гидравлики и гидроприводов станков / А.С. Столбов. М.: Машиностроение, 1988.
4.Аэрогидромеханика / под ред. А.М. Мхитаряна. М.: Машиностроение, 1984.
5.Миркин А.З. Трубопроводные системы / А.З. Миркин, В.В. Усиньш. М.: Машиностроение, 1991.
6.Чертоусов М.Д. Специальный курс гидравлики / М.Д. Чертоусов. М.: Госэнергоиздат, 1989.
7.Френкель Н.З. Гидравлика / Н.З. Френкель. М.: Энер-
гия, 1987.
8.Комаревская О.В. Практика расчета гидравлических систем / О.В. Комаревская, Л.С. Столбов. М.: Машинострое-
ние, 1984.
9.Уплотнения и уплотнительная техника: справочник / Л.А. Кондаков и др.; под ред. А.И. Голубева, Л.А. Кондакова. М.: Машиностроение, 1986.
10.Пневматика и гидравлика / под ред. Е.В. Герц. М.: Машиностроение, 1977. Вып. 4.
11.Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением / В.М. Лещенко. М.: Машиностроение, 1975.
12.Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика: справ. пособие / Т.М. Башта. М.: Машиностроение, 1971.
13.Справочник по гидравлическим расчетам / под ред. П.Г. Киселева. М.: Энергия, 1972.
14.Сборник задач по машиностроительной гидравлике / под ред. И.И. Кулолевского и Л.Г. Подвидза. М.: Машиностро-
ение, 1981.
15.Слюсарев А.Н. Гидравлические и пневматические элементы и приводы промышленных роботов / А.Н. Слюсарев. М.: Машиностроение, 1989. – 168 с.
143
16.Механика жидкости и газа. Курс лекций: учеб. пособие / С.Г. Валюхов, В.В. Бородкин, Ю.А. Булыгин, С.А. Повеквечных. – Воронеж: Научная книга, 2012. – 179 с.
17.Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Неспрасов и др. – 2-е изд. перераб. (Воспроизвед. Издание
1982 г.) – М: Альянс, 2013. – 423 с.
144
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение |
3 |
1. Гидропривод как фактор автоматизации станков и станоч- |
|
ных комплексов |
4 |
2. Рабочие жидкости гидросистем |
7 |
2.1. Требования к рабочим жидкостям |
7 |
2.2. Эксплуатационные характеристики жидкостей |
8 |
2.3. Физические характеристики жидкостей |
9 |
2.3.1. Весомость жидкости |
9 |
2.3.2. Плотность |
10 |
2.3.3. Вязкость |
10 |
2.3.4. Кинематическая вязкость |
12 |
2.3.5. Условные (относительные) единицы вязкости |
13 |
2.3.6. Перевод условных единиц вязкости |
|
в абсолютные |
14 |
2.3.7. Зависимость вязкости от температуры |
15 |
2.3.8. Зависимость вязкости от давления |
16 |
2.3.9. Вязкость смесей минеральных масел |
18 |
2.3.10. Механическая и химическая стойкость |
|
(стабильность) |
19 |
2.3.11. Теплостойкость жидкостей |
20 |
2.3.12. Растворение в жидкостях газов |
21 |
2.3.13. Механическая смесь воздуха с жидкостью |
23 |
2.3.14. Образование пены |
24 |
2.3.15. Влияние нерастворенного воздуха на работу |
|
гидросистемы |
26 |
2.3.16. Сжимаемость жидкостей |
28 |
2.3.17. Теплопроводность и теплоемкость жидкостей |
29 |
2.3.18. Характеристики масел, применяемых |
|
в гидросистемах |
32 |
2.3.19. Принципы выбора рабочих жидкостей |
|
гидросистем |
34 |
3. Основы кинематики жидкостей |
35 |
3.1. Силы, действующие в жидкостях |
35 |
3.2. Одномерное движение жидкостей |
36 |
145
3.3 Элементы тока жидкости |
36 |
3.4 Методы описания движения жидкости |
37 |
4. Законы и уравнения гидростатики и гидродинамики |
|
жидкостей |
39 |
4.1. Основное уравнение гидростатики |
39 |
4.2. Закон Паскаля. Гидравлический пресс |
40 |
4.3. Уравнение неразрывности (сплошности) жидкости |
41 |
4.4. Уравнение Бернулли |
42 |
4.5. Уравнение Вентури |
43 |
4.6. Число Рейнольдса |
44 |
4.7. Уравнение энергии жидкости |
46 |
4.8. Удельная энергия жидкости |
46 |
5. Гидравлика трубопроводов |
49 |
5.1. Расчет сечения трубопровода |
49 |
5.2. Режимы течения жидкости |
51 |
5.3. Расчет потерь напора при движении жидкости по длине |
|
трубопровода |
52 |
5.3.1. Ламинарный режим течения |
52 |
5.3.2. Турбулентный режим течения |
56 |
5.4. Местные гидравлические потери |
58 |
5.4.1. Потери в золотниковых распределителях |
61 |
5.4.2. Вход в трубу |
62 |
5.4.3. Внезапное сужение трубопровода |
63 |
5.4.4. Внезапное расширение трубопровода |
65 |
5.4.5. Сложение потерь |
65 |
6. Кавитация жидкости |
67 |
6.1. Способы борьбы с кавитацией |
70 |
6.2. Практическое использование эффекта кавитации |
74 |
7. Гидравлический удар в гидроузлах |
76 |
7.1. Скорость ударной волны |
79 |
7.2. Гидравлический удар в отводах |
81 |
7.3. Гидравлический удар в силовых гидроцилиндрах |
83 |
7.4. Гидравлический удар в насосах |
85 |
7.5. Гидравлический удар в сливных магистралях |
86 |
7.6. Способы снижения величины ударного давления |
87 |
146
7.7. Компенсаторы гидравлического удара |
89 |
7.8. Клапанные гасители гидравлического удара |
93 |
8. Гидродинамическое давление струи жидкости на стенку |
94 |
8.1. Тепловой баланс гидросистемы |
96 |
8.2. Охлаждающие устройства |
98 |
9. Фильтрация рабочей жидкости |
101 |
9.1. Методы фильтрации |
102 |
9.2. Тонкость фильтрации |
103 |
9.3. Типы щелевых фильтров и фильтрующие материалы |
104 |
9.4. Схемы фильтрации |
105 |
9.5. Место для установки фильтра |
106 |
9.6. Критерии для оценки качества фильтрации |
107 |
9.6.1. Коэффициент пропускания |
107 |
9.6.2. Коэффициент отфильтровывания |
107 |
9.6.3. Пропускная способность q и расход |
108 |
9.6.4. Загрязнение фильтрующего элемента |
109 |
10. Понятие о подобии потоков жидкости |
110 |
10.1. Критерии подобия |
113 |
10.2. Закон подобия для теплопередачи |
117 |
11. Гидроприводы МРС и ОМД |
121 |
11.1. Следящий гидропривод МРС |
121 |
11.2. Погрешность воспроизведения, нечувствительность |
|
и устойчивость привода |
123 |
11.3. Структурная схема следящего гидропривода |
126 |
11.4. Гидропривод импульсных молотов и пресс - молотов |
130 |
12. Основные положения теории пневмопривода |
134 |
12.1 Общие сведения |
134 |
12.2 Физические свойства воздуха |
134 |
12.3 Основные понятия термо- и газодинамики и принципы |
|
работы пневмоприводов |
136 |
13. Общие сведения о пневмоприводах |
140 |
Заключение |
142 |
Библиографический список |
143 |
147
Учебное издание
Ткаченко Юрий Сергеевич
ГИДРАВЛИКА
В авторской редакции
Компьютерный набор Ю.Э. Симоновой
Подписано к изданию |
2016. |
Объем данных 1,87 Мб. |
|
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
394026 Воронеж, Московский просп., 14
148